PENGARUH HEAT MOISTURE TREATMENT TERHADAP LAJU ... · pengaruh heat moisture treatment . terhadap...

of 62/62
PENGARUH HEAT MOISTURE TREATMENT TERHADAP LAJU RETROGRADASI PADA GEL PATI SAGU (Metroxylon sp.) DAN PATI AREN (Arenga pinnata) SKRIPSI FILDA NURRIA AGUSTIFA M.A. F24080070 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
  • date post

    10-Mar-2019
  • Category

    Documents

  • view

    215
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of PENGARUH HEAT MOISTURE TREATMENT TERHADAP LAJU ... · pengaruh heat moisture treatment . terhadap...

PENGARUH HEAT MOISTURE TREATMENT

TERHADAP LAJU RETROGRADASI PADA GEL PATI SAGU

(Metroxylon sp.) DAN PATI AREN (Arenga pinnata)

SKRIPSI

FILDA NURRIA AGUSTIFA M.A.

F24080070

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2013

ii

THE INFLUENCE OF HEAT MOISTURE TREATMENT

AGAINST THE RATE OF SAGO (Metroxylon sp.) AND SUGAR

PALM (Arenga pinnata ) STARCHES GEL RETROGRADATION

Filda Nurria Agustifa M.A., Dede R. Adawiyah

Department of Food Science and Technology, Faculty of Agricultural Technology and Engineering,

Bogor Agricultural University, IPB Darmaga Campus, PO BOX 16002, Bogor, West Java, Indonesia.

Phone: +62852 366 25150, e-mail: [email protected]

ABSTRACT

Starch is a carbohydrate reserves that are found in various plants and is the second largest

source of carbohydrates after cellulose. One starch derived from palm. As for example of the palm

starch sources is sago (Metroxylon sp) and sugar palm (Arenga pinnata). Native starch usually has a

limited functional properties for a specific process. Modification of starch is usually done to improve

the functional properties of starch for a particular purpose. Physical modification such as heat

moisture treatment (HMT) has the potential to increase the functional properties of native starch. The

purpose of this research was to study the effects of HMT on the rate of starch retrogradasi through the

rate of sineresys, the changing textural properties, water content and water activity (aw) during

storage. Modification of HMT performed with the method of autoclaving at a temperature of 60

minutes 120oC to sago starch and 90 minutes for arenga starch where previously made starch

moisture content of 20%. The rate of sineresis was measured by using centrifuge method, whereas the

characteristics of the texture was measured by using texture analyzer. Further analysis was the

measurement of water content of starch gels using the oven method and measurement of water activity

(aw) using the aw meters. Result of RVA measurement show that HMT can increase the gelatinization

temperature, lower breakdown and increasing the setback. This research proved that HMT increases

the rate of sineresis of sago and arenga starch gel and can make the texture more rigid. In addition,

modification of HMT also increases the fragility of the gels and the moisture content was decreases.

Decreasing in aw also occur due to the influence of the HMT. The value of the lowest aw occurred at

Sagu HMT starch gel although the rate of decline in the value of the highest aw occurs in the sagu

alami starch. Based on the results of the study it can be concluded that the Sagu HMT starch sensitive

to heat treatment compared to Aren HMT starch, sagu alami and arenga starch. This is apparent from

the highest of increasing a rate of syneresis, increasing in the rate of the elastic modulus, the highest

of declining the rate of the strains value, and the highest of the rate of gel moisture content

decreasing.

Keywords: syneresis, textural properties, moisture content, and water activity

iii

Filda Nurria Agustifa M.A. F24080070. Pengaruh Heat Moisture Treatment terhadap Laju

Retrogradasi pada Gel Pati Sagu (Metroxylon sp.) dan Pati Aren (Arenga pinnata). Di bawah

bimbingan Dede R. Adawiyah.2013.

RINGKASAN

Pati adalah salah satu cadangan karbohidrat yang ditemukan dalam berbagai tanaman dan

merupakan sumber karbohidrat terbesar kedua setelah selulosa. Pati salah satunya berasal dari

tumbuhan palm. Pati ini diperoleh dari bagian empulur. Adapun contoh tumbuhan palm yang

merupakan sumber pati adalah sagu (Metroxylon sp) dan aren (Arenga pinnata). Pati alami (belum

dimodifikasi) biasanya memiliki sifat fungsional yang terbatas untuk proses tertentu. Modifikasi pati

biasanya dilakukan untuk meningkatkan sifat fungsional dari pati untuk tujuan tertentu. Modifikasi

fisik seperti heat moisture treatment (HMT) berpotensi untuk meningkatkan sifat fungsional dari pati

alami. Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh HMT terhadap laju retrogradasi pati

melalui tingkat sineresis, perubahan sifat tekstural, kadar air, dan aktivitas air (aw) selama

penyimpanan. Modifikasi HMT dilakukan dengan metode autoclaving pada suhu 120oC selama 60

menit untuk pati sagu dan 90 menit untuk pati aren dimana sebelumnya kadar air pati dijadikan 20%

(Adawiyah, 2012). Sebelumnya karakteristik pasta pati selama pemanasan (pasting property) perlu

diketahui terlebih dahulu dengan menggunakan rapid visco analyzer (RVA). Selanjutnya untuk

mengetahui laju sineresis digunakan metode centrifuge, sedangkan untuk mengetahui karakteristik

terkstur digunakan analisis dengan menggunakan alat texture analyzer. Analisis selanjutnya adalah

pengukuran kadar air gel pati dengan menggunakan metode oven dan pengukuran aktivitas air (aw)

dengan menggunakan aw meter.

Data pengukuran RVA menunjukkan bahwa modifikasi HMT dapat meningkatkan suhu awal

gelatinisasi, menurunkan breakdown dan meningkatkan setback. Penelitian ini membuktikan bahwa

HMT meningkatkan laju sineresis gel pati aren dan pati sagu dan juga mengakibatkan tekstur gel pati

sagu dan pati aren lebih rigid. Hal ini ditunjukkan dengan semakin tingginya laju peningkatan

modulus elastis antara pati sagu dan aren alami dengan pati sagu dan aren HMT. Selain itu modifikasi

HMT juga meningkatkan kerapuhan gel pati (menurunnya laju penurunan nilai strain gel pati sagu

dan pati aren), dan penurunan kadar air gel pati. Penurunan aw juga terjadi akibat pengaruh HMT.

Nilai aw terendah terjadi pada gel pati sagu HMT walaupun laju penurunan nilai aw tertinggi terjadi

pada pati sagu alami.

Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa pati sagu HMT sensitif terhadap

perlakuan panas dibandingkan pati aren HMT, pati sagu alami, pati aren alami. Hal ini terlihat dari

laju peningkatan sineresis yang tinggi, laju peningkatan modulus elastis tertinggi, laju penurunan nilai

strain tertinggi, dan laju penurunan kadar air gel tertinggi.

iv

PENGARUH HEAT MOISTURE TREATMENT TERHADAP LAJU

RETROGRADASI PADA GEL PATI SAGU (Metroxylon sp.) DAN PATI AREN

(Arenga pinnata)

SKRIPSI

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan,

Fakultas Teknologi Pertanian,

Institut Pertanian Bogor

Oleh:

FILDA NURRIA AGUSTIFA M.A.

F24080070

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2013

v

Judul Skripsi : Pengaruh Heat Moisture Treatment terhadap Laju Retrogradasi pada Gel Pati Sagu

(Metroxylon sp.) dan Pati Aren (Arenga pinnata)

Nama : Filda Nurria Agustifa M.A.

NIM : F24080070

Menyetujui,

Pembimbing

(Dr. Ir. Dede R. Adawiyah, M.Si.)

NIP. 19680505 199203.2.002

Mengetahui,

Ketua Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan

(Dr. Ir. Feri Kusnandar, M.Sc.)

NIP. 19680526 199303.1.004

Tanggal Ujian Sarjana: 16 Januari 2013

vi

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI

Saya menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa skripsi dengan judul Pengaruh Heat

Moisture Treatment terhadap Laju Retrogradasi pada Gel Pati Sagu (Metroxylon sp.) dan Pati

Aren (Arenga pinnata) dan Pati Aren adalah hasil karya saya sendiri dengan arahan Dosen

Pembimbing Akademik, dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun.

Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari

penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi

ini.

Bogor, Januari 2013

Yang membuat pernyataan

Filda Nurria Agustifa M.A.

F24080070

vii

Hak cipta milik Filda Nurria Agustifa M.A., tahun 2013

Hak cipta dilindungi

Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari

Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam bentuk apapun, baik cetak,

fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya

viii

BIODATA PENULIS

Filda Nurria Agustifa M.A. Lahir di Jember, 12 Agustus 1990 dari Ayah Dedi

Mohamad Nurahmadi dan ibu Utiek Rachmatillah, sebagai putri pertama dari

dua bersaudara. Penulis menamatkan SMA pada tahun 2008 dari SMA Negeri

1 Jember dan pada tahun yang sama diterima di IPB melalui jalur Undangan

Seleksi Masuk IPB. Penulis memilih Program Studi Ilmu dan Teknologi

Pangan, Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fakultas Teknologi

Pertanian. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif dalam berbagai

macam kegiatan diluar perkuliahan. Selama tingkat persiapan bersama,

penulis bergabung dalam Dewan Perwakilan Mahasiswa Tingkat Persiapan

Bersama (DPM TPB) sebagai bendahara Komisi 2 (Advokasi dan

Kesejahteraan Mahasiswa). Selain itu penulis juga terdaftar sebagai pengurus Lembaga Dakwah

Kampus (LDK) Al Hurriyyah IPB, Departemen Syiar serta terlibat dalam kegiatan asrama TPB IPB

sebagai salah satu pengurus. Pada perkuliahan tingkat selanjutnya (semester 3 dan 4) penulis aktif

dalam Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian (BEM Fateta) sebagai sekretaris

Departemen Sosial dan Lingkungan serta masih tergabung dalam kepengurusan LDK Al Hurriyyah

IPB. Pada tahun yang sama penulis berkesempatan untuk menjadi moderator dalam Lomba Cepat

Tepat Ilmu Pangan (LCTIP) XVIII yang diselenggarakan oleh Himpunan Mahasiswa Ilmu Dan

Teknologi Pangan (Himitepa) IPB. Pada periode 2010-2011 penulis aktif dalam Forum Bina Islami

Fakultas Teknologi Pertanian (FBI Fateta) sebagai sekretaris umum serta berkesempatan menjadi

Asisten Pendidikan Agama Islam TPB. Pada bulan Maret 2011 penulis berkesempatan untuk

mempresentasikan paper dalam ajang The 2nd

Annual Indonesian Scholars Conference in Taiwan di

Asia University, Taichung, Taiwan. Pada periode 2011-2012 penulis aktif dalam Badan Eksekutif

Mahasiswa Keluarga Mahasiswa (BEM KM) IPB sebagai Sekretaris Kementerian Kebijakan Kampus

dan pada bulan Oktober 2012 penulis diamanahkan untuk menjadi Menteri Kebijakan Kampus BEM

KM IPB. Selain itu pada tahun 2012 penulis tergabung dalam kepengurusan Ikatan Mahasiswa

Muslim Peduli Pangan Dan Gizi (IMMPPG) Nasional sebagai Dewan Penasehat Divisi Ilmiah. Pada

tahun yang sama penulis berkesempatan untuk menjadi pembicara dalam Leadership Training 2012

Program Pembinaan Akademik dan Multi Budaya Asrama TPB IPB. Selain dalam kegiatan

organisasi, penulis juga aktif dalam beberapa kepanitiaan diantaranya Panitia Pelaksana Pemilihan

Raya Wilayah TPB, Panitia Lokakarya Kemahasiswaan Keluarga Mahasiswa IPB, Panitia Masa

Perkenalan Kampus Mahasiswa Baru (MPKMB) angkatan 46, Koordinator divisi Acara Panitia The

Future Today, Sekretaris Divisi PJAK Techno-F 2010, serta beberapa kepanitiaan lainnya. Selain

kepanitiaan, penulis juga berkesempatan mengikuti beberapa seminar dan pelatihan diantaranya

Seminar Pangan Nasional, Seminar Nasional Festival Ilmuwan Muslim 2011, Pelatihan

Kepemimpinan Pemuda, dan beberapa seminar dan pelatihan lainnya. Selain organisasi, pelatihan, dan

seminar, penulis juga menyalurkan hobi dengan menulis artikel dengan berbagi tema di blog pribadi

dengan alamat greenlightcivilization.wordpress.com

i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur dipanjatkan ke hadapan Alloh SWT atas karunia-Nya sehingga skripsi ini

dapat diselesaikan dengan baik. Penelitian dengan judul Pengaruh Heat Moisture Treatment terhadap

Laju Retrogradasi pada Gel Pati Sagu (Metroxylon sp.) dan Pati Aren (Arenga pinnata) dan Pati Aren

ini dilaksanakan di Laboratorium Ilmu dan Teknologi Pangan dan Seafast sejak bulan Juni sampai

Oktober 2012.

Dengan telah selesainya penelitian hingga tersusunnya skripsi ini penulis ingin

menyampaikan penghargaan dan terima kasih sebesar-besarnya kepada:

1. Ayah, ibu, serta adik tersayang (Much. Haris Nurriansyah M.A.) atas doa serta dukungan

selama ini. Terima kasih atas nasehat terbaik yang telah diberikan serta dukungan moril dan

materil yang tak dapat digantikan oleh apapun.

2. Dr. Ir. Dede R. Adawiyah, M.Si sebagai pembimbing utama skripsi. Terima kasih atas

arahan, bimbingan, saran, serta nasehat yang telah diberikan hingga akhirnya skripsi ini dapat

diselesaikan dengan baik.

3. Dr. Nur Wulandari, S.TP, M.Si dan Dian Herawati, S.TP, M.Si sebagai penguji. Terima

kasih atas saran serta ilmu yang diberikan.

4. Dr. Ir. Achmad, MS sebagai pembina utama Pondok Pesantren Mahasiswi Al Iffah. Terima

kasih atas nasehat terindah serta bimbingan terbaik yang telah diberikan sehingga penulis

dapat senantiasa termotivasi untuk menjadi ilmuwan muslim yang tangguh serta berusaha

untuk seimbang dalam setiap aktivitas yang disertai niat yang lurus karena Alloh.

5. Bapak Gatot, Ibu Rubiyah, Bapak Rozak, Mb Fera, Mas Edy, Mas Yeris yang telah

membantu penulis selama pelaksanaan penelitian di Laboratorium ITP dan Seafast Center.

Terima kasih atas ilmu, saran, serta nasehat yang telah diberikan selama ini sehingga penulis

dapat senantiasa termotivasi untuk terus bermanfaat bagi orang lain.

6. Ika Resmeilana, S.Hut, M.Si atas segala ilmu dan nasehat yang diberikan selama ini.

7. Ernawati, S.Pi; Khusnul Khotimah, SP; dan Nurina Rachma A, S.TP atas segala bentuk

dukungan dan motivasi untuk terus menjadi insan yang lebih baik.

8. Imtizal Suprayitno, SP dan Warastin Puji Mardiasih, SP, M.Si atas segala dukungan dan

nasehat selama penulis menjalankan tugas akademik di IPB.

9. Rekan satu bimbingan, Nur Sofia Wadhani Yahya, yang telah bersedia menjadi teman

berbagi selama ini.

10. Rekan-rekan Dewan Metamorph DPM TPB 45, BEM Fateta Kabinet Merah Saga, Forum

Bina Islami Fateta, dan LDK Al Hurriyyah IPB yang telah mengisi hari-hari penulis selama

menuntut ilmu di IPB.

11. Rekan-rekan Kementerian Kebijakan Kampus BEM KM IPB yang selama ini telah

bekerjasama serta saling mendukung untuk menjalankan amanah dengan baik. Terima kasih

atas segalanya sehingga rasa kekeluargaan ini semakin dekat.

12. Rekan-rekan pimpinan BEM KM IPB Kabinet Berkarya yang telah saling mendukung dan

memotivasi terutama untuk penyelesaian tugas akhir.

13. Rekan-rekan Pengurus Pusat serta Dewan Penasehat IMMPPG Nasional atas segala bentuk

kerjasama serta berbagi ilmu dan pengalaman.

14. Rekan-rekan Kabinet Althoffunnisa Pondok Pesantren Mahasiswi Al Iffah atas bantuannya

untuk bekerjasama menjalankan amanah. Terima kasih atas kesediaannya untuk berbagi ilmu

dan pemikiran selama ini.

15. Rekan-rekan ITP 45 yang telah memberi banyak motivasi, dukungan, ilmu, serta kenangan

selama kuliah dan penelitian.

16. Rekan-rekan alumni SMA Negeri 1 Jember 2008, terutma kelas XII IA 2, yang telah

memberikan motivasi dan kenangan terbaik.

ii

17. Seluruh saudara yang berada di Jakarta, Bogor, Cirebon, Surabaya, Jember yang tidak dapat

disebut satu persatu yang telah memberikan doa dan dukungan pada penulis terutama

dukungan moril untuk penyelesaian tugas akhir ini.

Akhirnya penulis berharap semoga tulisan ini bermanfaat dan memberikan kontribusi yang

nyata terhadap perkembangan ilmu pengetahuan di bidang teknologi pangan.

Bogor, Januari 2013

Filda Nurria Agustifa M.A.

iii

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ............................................................................................................................ i

DAFTAR ISI ......................................................................................................................................... iii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................................. v

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................................................... vi

I. PENDAHULUAN .............................................................................................................................. 1

A. LATAR BELAKANG .................................................................................................................. 1

B. TUJUAN PENELITIAN ............................................................................................................... 2

II. TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................................................... 3

A. SAGU ........................................................................................................................................... 3

B. AREN ............................................................................................................................................ 3

C. PATI SAGU DAN PATI AREN ................................................................................................... 4

D. GELATINISASI PATI ................................................................................................................. 6

E. RETROGRADASI PATI .............................................................................................................. 7

F. MODIFIKASI PATI DENGAN TEKNIK HEAT MOISTURE TREATMENT .............................. 8

III. METODOLOGI PENELITIAN ....................................................................................................... 9

A. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN ..................................................................................... 9

B. BAHAN DAN ALAT ................................................................................................................... 9

C. METODE PENELITIAN .............................................................................................................. 9

1. Heat Moisture Treatment (HMT) .............................................................................................. 9

2. Analisis profil gelatinisasi dengan metode Rapid Visco Analyzer ............................................10

3. Persiapan Sampel Gel ...............................................................................................................11

4. Gel Sineresis (Charoenrein et al.,2008) ....................................................................................14

5. Analisis Tekstur (Adawiyah, 2012) ..........................................................................................15

6. Pengukuran Aktivitas Air (aw meter) ........................................................................................15

7. Pengukuran Kadar Air Metode Oven (AOAC, 1995) ..............................................................15

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................................................17

A. KARAKTERISTIK PATI SAGU DAN AREN HMT .................................................................17

1. Kadar Air ..................................................................................................................................17

2. Karakteristik Pasta Selama Pemanasan (Pasting Properties) ...................................................17

B. LAJU SINERESIS GEL ..............................................................................................................18

C. TEKSTUR ....................................................................................................................................20

1. Karakteristik Tekstur Gel Pati (Alami Dan HMT) pada Hari Ke-0 ..........................................21

2. Perubahan Tekstur Gel Pati Sagu dan Pati Aren Selama Penyimpanan ...................................22

3. Korelasi Laju Sineresis dengan Perubahan Tekstur..................................................................26

D. KADAR AIR GEL .......................................................................................................................27

E. AKTIVITAS AIR (aw) .................................................................................................................28

V. SIMPULAN DAN SARAN .............................................................................................................30

A. SIMPULAN .................................................................................................................................30

B. SARAN ........................................................................................................................................30

DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................................................31

LAMPIRAN ..........................................................................................................................................33

iv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Karakteristik gelatinisasi pati sagu dan pati aren......................................................................5

Tabel 2. Profil Gelatinisasi pati sagu dan pati aren.................................................................................5

Tabel 3. Pasting properties pati sagu dan pati aren...............................................................................17

Tabel 4. Laju sineresis pati selama tujuh hari penyimpanan.................................................................19

Tabel 5. Hasil pengukuran tekstur gel pati sagu dan pati aren pada hari ke-0......................................21

v

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Mekanisme gelatinisasi pati..................................................................................................7

Gambar 2. Diagram alir proses modifikasi pati Heat Moisture Treatment.........................................10

Gambar 3. Hasil pengukuran pasting properties dengan menggunakan RVA.....................................11

Gambar 4. Diagram alir proses persiapan gel untuk analisis tekstur, kadar air, dan aw.......................13

Gambar 5. Diagram alir proses persiapan gel untuk analisis tingkat sineresis.....................................14

Gambar 6. Kurva Kompresi dari gel pati aren dan pati sagu modifikasi HMT....................................15

Gambar 7. Tingkat sineresis pati selama tujuh hari penyimpanan.......................................................18

Gambar 8. Kompresi uniaxial dari gel..................................................................................................20

Gambar 9. Kurva kompresi uniaxial pati sagu alami dan HMT hingga strain 90% pada hari ke-0 (a)

dan kurva kompresi pati aren alami dan HMT hingga strain 90% pada hari ke-0

(b).....................................................................................................................................21

Gambar 10. Kurva Kompresi pati sagu alami dan HMT hingga strain 90% pada hari ke-7 (a) dan

kurva kompresi pati aren alami dan HMT hingga strain 90% pada hari ke-7

(b).....................................................................................................................................22

Gambar 11. Perubahan breaking stress selama tujuh hari penyimpanan pada gel pati sagu dan pati

aren (alami-HMT)............................................................................................................23

Gambar 12. Perubahan breaking strain selama tujuh hari penyimpanan pada gel pati sagu dan pati

aren (alami-HMT)............................................................................................................23

Gambar 13. Perubahan modulus elastisitas selama tujuh hari penyimpanan pada breaking

point.................................................................................................................................23

Gambar 14. Perubahan maximum force selama tujuh hari penyimpanan

pada strain 90%................................................................................................................24

Gambar 15. Perubahan adhesive force selama tujuh hari penyimpanan

pada strain 90%................................................................................................................25

Gambar 16. Hubungan antara laju sineresis dan modulus elastis gel pati sagu dan pati aren (alami-

HMT)...............................................................................................................................36

Gambar 17. Hubungan antara laju sineresis dan nilai strain gel pati sagu dan pati aren (alami-

HMT)............................................................................... ................................................27

Gambar 18. Perubahan nilai kadar air selama masa penyimpanan.......................................................28

Gambar 19. Perubahan nilai aktivitas air (aw) selama penyimpanan....................................................29

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Syarat mutu pati sagu SNI 3729-2008...............................................................................34

Lampiran 2. Hasil Pengukuran RVA Pati Aren Alami Ulangan 1.........................................................34

Lampiran 3. Hasil Pengukuran RVA Pati Aren Alami Ulangan 2.........................................................36

Lampiran 4. Hasil Pengukuran RVA Pati Sagu Alami Ulangan 1.........................................................37

Lampiran 5. Hasil Pengukuran RVA Pati Sagu Alami Ulangan 2.........................................................38

Lampiran 6. Hasil Pengukuran RVA Pati Aren HMT Ulangan 1..........................................................39

Lampiran 7. Hasil Pengukuran RVA Pati Aren HMT Ulangan 2..........................................................40

Lampiran 8. Hasil Pengukuran RVA Pati Sagu HMT Ulangan 1..........................................................41

Lampiran 9. Hasil Pengukuran RVA Pati Sagu HMT Ulangan 2..........................................................42

Lampiran 10. Rata-Rata Hasil Pengukuran Tingkat Sineresis...............................................................43

Lampiran 11. Rata-Rata Hasil Analisis Tekstur dengan Menggunakan Texture Analyzer....................44

Lampiran 12. Rata rata penghitungan modulus elastis.........................................................................45

Lampiran 13. Rata-Rata Hasil Pengukuran Kadar Air...........................................................................46

Lampiran 14. Rata-Rata Hasil Pengukuran Aktivitas Air (aw)...............................................................47

Lampiran 15. Input Pati Yang Digunakan Untuk Mengetahui Pasting Property Pati Sagu Dan Pati

Aren dengan Menggunakan RVA dan Hasil Pengukuran Pasting Property Pati Aren dan

Pati Sagu dengan menggunakan RVA...............................................................................48

1

I. PENDAHULUAN

A. LATAR BELAKANG

Pati adalah salah satu cadangan karbohidrat yang ditemukan dalam berbagai tanaman dan

merupakan sumber karbohidrat terbesar kedua setelah selulosa. Pati yang disimpan dalam organ

tanaman sebagai butiran merupakan sumber energi penting untuk nutrisi manusia. Ditinjau dari

aspek fungsional, pati juga digunakan sebagai ingredient dalam pengolahan pangan untuk

membangun karakter khusus seperti thickening, penstabil dispersi, dan pembentuk gel dan films.

Pati salah satunya berasal dari tumbuhan palm. Pati ini diperoleh dari bagian empulur. Adapun

contoh tumbuhan palm yang merupakan sumber pati adalah sagu (Metroxylon sp) dan aren

(Arenga pinnata).

Pati alami (belum dimodifikasi) biasanya memiliki sifat fungsional yang terbatas untuk

proses tertentu seperti sebagai pengembang adonan dan memperbaiki kualitas tekstur. Modifikasi

pati biasanya dilakukan untuk meningkatkan sifat fungsional dari pati untuk tujuan tertentu.

Modifikasi fisik seperti heat moisture treatment (HMT) berpotensi untuk meningkatkan sifat

fungsional dari pati alami. Perlakuan ini biasanya aman, lebih murah dan cara yang lebih

ekologis daripada modifikasi kimia. HMT akan mengubah sifat fisikokimia dari pati seperti

peningkatan suhu gelatinisasi, pelebaran kisaran suhu gelatinisasi, mengurangi swelling power

dari granula dan amylose leaching, dan peningkatan stabilitas termal (Zavareze dan Dias, 2011).

Penurunan swelling power dari granula pati dan amylose leaching serta peningkatan dalam

stabilitas panas dan shear dari pati HMT dapat mendukung sifat-sifat yang diinginkan dalam

pembuatan mi (Homdok dan Noomhorm, 2007). Pukkahuta dan Varavinit (2007) melaporkan

bahwa sampel pati sagu HMT dengan kadar air 20% dan diautoclave pada suhu 110oC dan 120

oC selama satu jam dapat mentransformasikan kristal tipe C menjadi tipe A. Selain menggunakan

metode autoclaving, proses HMT juga dapat dilakukan dengan menggunakan metode oven

sebagaimana yang dilakukan oleh France et al. (1995). HMT dengan menggunakan metode oven

ini dilakukan pada suhu 100oC selama 16 jam.

Studi yang dilakukan oleh Adawiyah (2012) menunjukkan bahwa periode pemanasan

HMT yang optimal pada pati sagu adalah selama 60 menit dan 90 menit pada pati aren dengan

menggunakan autoclave pada suhu 120oC yang diputuskan berdasarkan karakteristik reologi

terutama nilai dari storage modulus (G). Pada pengukuran storage modulus dengan

menggunakan rheometer diketahui bahwa nilai storage modulus tertinggi pati aren terjadi pada

waktu pemanasan 90 menit dan pati sagu 60 menit. Nilai storage modulus menggambarkan

elastisitas suatu bahan serta kemampuan bahan dalam menyimpan energi. Semakin tinggi nilai

storage modulus maka elastisitas bahan tersebut semakin tinggi. Selain itu perlakuan HMT pada

pati sagu dan pati aren dapat mengubah profil gelatinisasi, sifat reologi, dan swelling power.

Karakteristik lain yang perlu dikonfirmasi adalah sifat retrogradasi. Cooking atau

contohnya irreversibel swelling atau bahkan gangguan granula pati, tergantung pada perlakuan

yang diterapkan. Perilaku gelatinisasi pati saat pendinginan dan penyimpanan, umumnya disebut

sebagai retrogradasi, sangat menarik bagi para ilmuan dan ahli teknologi pangan karena sangat

mempengaruhi kualitas, penerimaan dan umur simpan dari makanan yang mengandung pati

(Biliaderis,1990; Karim et al.,2000). Retrogradasi pati adalah istilah untuk perubahan yang

terjadi saat gelatinisasi pati dari yang awalnya berwujud amorpous menjadi berwujud kristal

(Gudmundsson,1994). Perubahan selama retrogradasi ditampakkan oleh sifat reologinya

(meningkatnya firmness atau rigidity), kristalinitas dan water holding capacity (syneresis) atau

2

penuaan (aging) (Biliaderis, 1990; Gudmundsson, 1994). Dampak retrogradasi terhadap produk

berbasis pati bisa diinginkan atau, lebih sering, tidak diinginkan. Retrogradasi kadang-kadang

dimanfaatkan untuk memodifikasi struktur, sifat mekanik atau organoleptik dari produk tertentu

berbasis pati (Karim et al.,2000).

Studi yang dilakukan oleh Adebowale et al. (2005) menunjukkan bahwa modifikasi

dengan teknik heat moisture treatment (HMT) dapat meningkatkan kecenderungan pati untuk

mengalami retrogradasi (meningkatkan setback). Pada penelitian ini, laju retrogradasi pati dilihat

dari perubahan sifat tekstural, aktivitas air (aw), kadar air, dan tingkat sineresis.

B. TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh modifikasi pati fisik Heat Moisture

Treatment (HMT) terhadap laju retrogradasi pati melalui tingkat sineresis, perubahan sifat

tekstural, kadar air, dan aktivitas air selama penyimpanan.

3

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. SAGU

Sagu (Metroxylon sp.) diduga berasal dari Maluku dan Papua. Hingga saat ini belum ada

data yang mengungkapkan sejak kapan awal mula sagu ini dikenal. Di wilayah Indonesia bagian

Timur, sagu sejak lama dipergunakan sebagai makanan pokok oleh sebagian penduduknya

terutama di Maluku dan Papua. Jumlah curah hujan yang optimal bagi pertumbuhan sagu antara

2.000 4.000 mm/tahun, yang tersebar merata sepanjang tahun. Sagu dapat tumbuh sampai pada

ketinggian 700 m di atas permukaan laut (dpl), namun produksi sagu terbaik ditemukan sampai

ketinggian 400 m dpl. Suhu optimal untuk pertumbuhan sagu berkisar antara 24,50 29oC dan

suhu minimal 15oC, dengan kelembaban nisbi 90% (Haryanto dan Pangloli, 1992). Sagu dapat

tumbuh baik di daerah 100 LS - 150 LU dan 90 180 darajat BT, yang menerima energi cahaya

matahari sepanjang tahun. Sagu dapat ditanam di daerah dengan kelembaban nisbi udara 40%.

Kelembaban yang optimal untuk pertumbuhannya adalah 60% (Sangihe, 2010).

Batang sagu merupakan komponen hasil utama pada tanaman sagu. Tepung sagu

diperoleh dari empulur sehingga pengolahan hasilnya cukup berat dan memerlukan alat yang

khusus pula. Sagu mempunyai banyak kegunaan dimana hampir semua bagian tanaman

mempunyai manfaat tersendiri. Batangnya dapat dimanfaatkan sebagai tiang atau balok jembatan,

daunnya sebagai atap rumah, pelepahnya untuk dinding rumah, dan acinya sebagai sumber

karbohidrat (bahan pangan) dan untuk industri (Haryanto dan Pangloli, 1992).

B. AREN

Pohon Aren atau enau (Arenga pinnata) merupakan pohon yang menghasilkan bahan-

bahan industri. Hampir semua dari bagian fisik pohon ini dapat dimanfaatkan, misalnya: akar

(untuk obat tradisional dan peralatan), batang (untuk berbagai macam peralatan dan bangunan),

daun muda atau janur (untuk pembungkus atau pengganti kertas rokok yang disebut dengan

kawung) (Iswanto, 2009). Aren (Arenga pinnata) termasuk suku Arecaceae (pinang-pinangan),

merupakan tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae) yaitu biji buahnya terbungkus daging buah.

Batang aren tidak berduri, tidak bercabang, tinggi mencapai 25 m, diameter 65 cm (mirip pohon

kelapa). Pohon ini dalam pertumbuhannya berguna sebagai perlindungan erosi terutama tebing-

tebing sungai dari bahaya tanah longsor maupun unsur pereduksi (Badan Penelitian dan

Pengembangan Kehutanan dan Perkebunan, 1998).

Di Indonesia tanaman aren dapat tumbuh baik dan mampu berproduksi pada daerah-

daerah yang tanahnya subur pada ketinggian 500-800 m diatas permukaan laut. Tanaman aren

banyak terdapat mulai dari pantai timur India sampai ke Asia Tenggara. Di Indonesia tanaman ini

banyak hampir terdapat hampir di seluruh wilayah Nusantara (Iswanto, 2009).

Pemanfaatan tanaman aren diantaranya sebagai penghasil nira. Nira aren dihasilkan dari

penyadapan tongkol (tandan) bunga, baik bunga jantan maupun bunga betina. Akan tetapi

biasanya, tandan bunga jantan yang dapat menghasilkan nira dengan kualitas baik dan jumlah yang

banyak. Hasil dari air aren dapat diolah menjadi gula aren, tuak, cuka. minuman segar dan

bietanol. Selain itu tanaman aren juga dapat menghasilkan tepung aren yang dapat diperoleh dari

batang pohon aren. Batang aren yang tidak ekonomis untuk diambil niranya inilah yang biasanya

ditebang oleh petani untuk diambil patinya. Kolang-kaling juga salah satu hasil dari pemanfaatan

pohon aren. Kolang kaling dapat diperoleh dari inti biji buah aren yang setengah masak. Tiap buah

4

aren mengandung tiga biji buah. Buah aren yang setengah masak, kulit biji buahnya tipis, lembek

dan berwarna kuning inti biji (endosperm) berwarna putih agak bening dan lembek, endosperm

inilah yang diolah menjadi kolang-kaling.

C. PATI SAGU DAN PATI AREN

Pati merupakan homopolimer glukosa dengan ikatan -glikosidik. Pati terdiri dari dua

fraksi yang dapat dipisahkan dengan air panas. Fraksi terlarut disebut amilosa dan fraksi tidak

larut disebut amilopektin. Amilosa memiliki struktur lurus dengan ikatan -(1,4)-D-glukosa,

sedang amilopektin mempunyai cabang dengan ikatan -(1,4)-D-glukosa sebanyak 4-5% dari

berat total (Winarno, 2008). Pati salah satunya berasal dari tumbuhan palm. Pati ini diperoleh

dari bagian empulur. Adapun contoh tumbuhan palm yang merupakan sumber pati adalah sagu

(Metroxylon sp) dan aren (Arenga pinnata).

Pati sagu merupakan hasil ekstraksi empulur pohon sagu (Metroxylon sp) yang sudah tua

(berumur 8-16) tahun. Komponen terbesar yang terkandung dalam sagu adalah pati. Pati sagu

tersusun atas dua fraksi penting yaitu amilosa yang merupakan fraksi linier dan amilopektin yang

merupakan fraksi cabang (Ahmad and Williams, 1999). Menurut Flach (1983) seperti yang

dikutip oleh Saripudin (2006), empulur batang sagu mengandung 20.2-29 persen pati, 50-66

persen air, dan 13.8-21.3 persen bahan lain atau ampas. Dihitung dari berat kering, empulur

batang sagu mengandung 54-60 persen pati dan 40-46 persen ampas. Sedangkan Adawiyah

(2012) melaporkan bahwa jumlah pati yang terkandung dalam sagu sebanyak 93.76% (berat

kering).

Pati sagu biasa digunakan untuk memproduksi kerupuk, tepung hunk kwee, bubuk

puding, pembuatan dextrin, biskuit, dan makanan tradisional lain di Asia Tenggara (Flach,

1983). Sebagaimana pati yang lain, pati sagu dapat dikatakan tasteless. Adapun data proksimat

pati sagu menurut Ahmad et al. (1999) diantaranya kadar air 10.6-20.0%, kadar abu 0.06-0.43%,

kadar amilosa 24-31%, kadar lemak (kasar) 0.10-0.13%, kadar protein (kasar) 0.13-0.25%, dan

kadar serat 0.26-0.32%. Syarat mutu pati sagu berdasarkan SNI 3729-2008 disajikan dalam

Lampiran 1. Flach (1983) mengemukakan bahwa pati sagu mengandung amilosa 27% dan

amilopektin 73%. Sedangkan menurut Adawiyah (2012) pati sagu memiliki kadar amilosa

sebesar 36.55%. Perbandingan amilosa dan amilopektin akan mempengaruhi sifat kelarutan dan

derajat gelatinisasi pati. Semakin besar kandungan amilopektin maka pati akan lebih basah,

lengket, dan cenderung sedikit menyerap air. Sedangkan semakin besar kandungan amilosa maka

pati akan bersifat lebih kering, kurang lekat, dan cenderung menyerap air lebih banyak. Adapun

karakteristik gelatinisasi pati sagu hasil pengukuran dengan menggunakan DSC menurut

Adawiyah (2012) disajikan dalam Tabel 1 dan pasting properties hasil pengukuran dengan

menggunakan RVA disajikan dalam Tabel 2. Tabel 1 memperlihatkan suhu onset (To), suhu

puncak (Tp), suhu conclusion (Tc), range (Tc-To) yang menunjukkan kestabilan kristalin, dan

entalpi transisi (H) yang merupakan parameter mengenai jumlah rantai glukan dengan DP

tinggi (DP>12).

5

Tabel 1. Karakteristik gelatinisasi pati sagu dan pati aren

Parameter gelatinisasi Rata-rata sd

Pati Sagu Pati Aren

To (oC) 58.10 0.28 62.99 0.12

Tp (oC) 67.33 0.21 67.69 0.07

Tc (oC) 79.36 0.88 74.60 0.42

Range (Tc-To) (oC) 21.26 0.79 11.61 0.49

H (J/g) 16.35 0.24 15.40 0.25

Rata-rata dan standard deviasi dari lima replikasi

Sumber: Adawiyah (2012)

Tabel 2. Profil Gelatinisasi pati sagu dan pati aren

Parameter pasting property Rata-rata

Pati Sagu Pati aren

Suhu gelatinisasi (oC) 67.30 67.70

Viskositas puncak (Pa.s) 2.225 2.469

Suhu viskositas puncak (oC) 75.45 74.75

Viskositas minimum (Pa.s) 1.077 0.996

Viskositas akhir (Pa.s) 3.272 3.370

Range gelatinisasi (oC) 8.150 7.050

Breakdown (Pa.s) 1.148 1.472

Setback total (Pa.s) 2.195 2.374

Nilai rata-rata dari dua replikasi

Sumber: Adawiyah (2012)

Sumber pati dari tumbuhan palm lainnya adalah aren (Arenga pinnata). Menurut

Kementerian Negara Riset dan Teknologi Bidang Pendayagunaan dan Pemasyarakatan Ilmu

Pengetahuan dan Teknologi, pati aren dapat diperoleh dengan melakukan ekstraksi pada batang

aren. Produk ini digunakan untuk pengolahan makanan, pakan, kosmetika, bahan baku industri

kimia dan pengolahan kayu. Pendayagunaan pati aren untuk pangan manusia merupakan usaha

diversifikasi pangan. Kelebihan pati aren adalah ketersediannya kontinyu dan mudah diperoleh

dengan harga yang relatif murah.

Secara keseluruhan batang tanaman aren mengandung pati 2,83-11,51 g pati kering/100 g

empulur (Nur Alam dan Saleh, 2006). Adawiyah (2012) menyebutkan bahwa kandungan pati

dalam aren sebesar 92.67%. Untuk memperoleh pati pada batang aren, maka dilakukan

penebangan terhadap tanaman aren itu sendiri. Penebangan bisa jadi dilakukan terhadap pohon

aren dengan beragam umur (fase pertumbuhan). Pati dari batang aren dengan umur yang berbeda

akan memiliki sifat-sifat yang berbeda, sehingga berbeda pula kecocokannya untuk membuat mi

pati (starch noodle). Perbedaan tersebut terletak pada kandungan amilosanya (Alam dan Saleh,

2009). Kandungan amilosa pati aren sebesar 37.01% (Adawiyah, 2012). Kandungan amilosa dan

amilopektin berpengaruh terhadap sifat gel yang dihasilkan. Sifat ini akan berpengaruh terhadap

tekstur produk yang menggunakan pati tersebut (Sukatiningsih, 2012). Penelitian yang dilakukan

oleh Adawiyah (2012) menunjukkan bahwa pati aren memiliki karakteristik gelatinisasi yang

berbeda dibandingkan pati sagu walaupun suhu puncak gelatinisasinya tidak jauh berbeda

(67,33oC untuk pati sagu dan 67,69

oC untuk pati aren) seperti yang ditunjukkan dalam Tabel 1.

Sedangkan profil gelatinisasi pati aren dapat dilihat pada Tabel 2. Pada tabel tersebut terlihat

6

bahwa suhu gelatinisasi pati aren dan pati sagu tidak jauh berbeda (67,30oC untuk pati sagu dan

67,70oC untuk pati aren) akan tetapi nilai breakdown dan setback antara pati aren dan pati sagu

memiliki nilai yang berbeda, dalam hal ini pati aren memiliki nilai breakdown dan setback lebih

tinggi dibandingkan pati sagu.

D. GELATINISASI PATI

Pati dalam jaringan tanaman memiliki bentuk granula yang berbeda-beda. Dengan

mikroskop, jenis pati dapat dibedakan karena mempunyai bentuk, ukuran, letak helium yang

unik, dan juga dengan sifat birefrigent yaitu sifat granula pati yang dapat merefleksikan cahaya

yang terpolarisasi (Winarno, 2008). Pati mentah yang dilarutkan dalam air dingin tidak mampu

menyerap air secara maksimal. Pati dapat menyerap air secara maksimal jika suspensi air

dipanaskan pada suhu antara 55oC-65

oC. Proses gelatinisasi pati adalah proses mengembangnya

pati karena penyerapan pelarut secara maksimal sehingga pati tidak mampu kembali pada

kondisi semula (Winarno, 2008).

Penyerapan air akan bertambah besar jika granula pati disuspensikan dalam air berlebih

dan dipanaskan. Air akan masuk ke dalam daerah amorphous dalam granula pati dan

menyebabkan terjadinya pembengkakan granula. Pembengkakan ini menimbulkan tekanan pada

daerah kristalin yang terdiri dari molekul amilopektin dan merusak susunan double helix yang

ada. Kerusakan double helix amilopektin dapat mengganggu susunan kristalin bahkan dapat

menghilangkan kristalinitasnya. Selama pemanasan granula pati akan terus menyerap air sampai

granula pecah dan molekul amilosa akan keluar sehingga mengakibatkan ketidakteraturan

struktur granula, peningkatan viskositas suspensi pati, dan hilangnya sifat birefringent pati.

Perubahan ini dikenal dengan sebutan gelatinisasi pati dan sifatnya tidak dapat balik (Roder et

al., 2005).

Menurut Fennema (1996), suhu gelatinisasi pati adalah titik suhu saat sifat

birefringent pati mulai menghilang dan menurut Roder et al. (2005), suhu gelatinisasi pati adalah

suhu saat mulai terjadi perubahan tidak dapat balik. Suhu gelatinisasi tidak selalu tepat pada satu

titik tetapi berupa kisaran suhu karena populasi granula pati memiliki ukuran yang bervariasi.

Gelatinisasi pati terjadi pada kisaran suhu pemanasan tertentu yang sesuai dengan karakteristik

masing-masing pati.

Harper (1981) menjelaskan mekanisme gelatinisasi sebagaimana digambarkan dalam

Gambar 1.

7

Gambar 1. Mekanisme gelatinisasi pati (Harper, 1981)

E. RETROGRADASI PATI

Retrogradasi adalah suatu proses penggabungan kembali komponen pati membentuk

suatu kristal atau biasa dikenal dengan proses rekristalisasi. Beberapa perubahan sifat reologi

yang terjadi karena proses retrogradasi antara lain adalah meningkatnya kekerasan atau

kerapuhan. Selama penyimpanan, retrogradasi dapat terlihat dari hilangnya sifat pengikatan air

dan terbentuk kembali fraksi kristalin. Ada dua proses yang terjadi, pertama adalah rigidity dan

crystallinity gel yang berkembang secara cepat untuk membentuk kristal kembali, hal ini terjadi

pada amilosa. Kedua, gel yang berkembang secara perlahan terjadi pada amilopektin (Billiaderis,

1990). Tingkat gelatinisasi pati dan laju retrogradasi secara signifikan berpengaruh pada tekstur

dan umur simpan tepung (Feam dan Russel, 1982). Retrogradasi pati secara alami terbentuk

tergantung asal pati, jumlah amilosa, suhu penyimpanan dan bahan additif (Chang dan Liu,

1991; Ward et al., 1994).

Adapun beberapa fenomena yang terjadi akibat retrogradasi menurut Swinkle (1995)

antara lain: meningkatnya viskositas, terbentuknya lapisan tak larut pada pasta panas,

terbentuknya endapan partikel pati yang tidak larut, terbentuknya gel, dan keluarnya air dari

pasta (sineresis). Lebih lanjut Swinkle (1995) menyebutkan beberapa faktor yang mempengaruhi

peristiwa retrogradasi adalah tipe pati, konsentrasi pati, prosedur pemasakan, suhu, waktu

penyimpanan, pH, prosedur pendinginan, dan keberadaan komponen lain. Peristiwa retrogradasi

lebih mudah terjadi pada suhu rendah dengan konsentrasi pati tinggi. Kecepatan retrogradasi

optimum pada pH 5-7 dan menurun pada pH dibawah atau diatas rentang pH tersebut.

Retrogradasi tidak terjadi pada pH diatas 10 dan saling lambat pada pH dibawah 2.

Granula pati tersusun dari amilosa

(berpilin) dan amilopektin (bercabang)

Masuknya air merusak kristalinitas

amilosa dan merusak helix. Granula

membengkak/mengembang.

Adanya panas dan air menyebabkan

pembengkakan tinggi. Amilosa berdifusi

keluar dari granula

Granula hanya mengandung amilopektin,

rusak dan terperangkap dalam matriks

amilosa membentuk gel

8

Fraksi pati yang berperan pada peristiwa retrogradasi adalah fraksi amilosa. Fraksi

amilosa yang terlarut dapat berikatan satu sama lain membentuk agregat yang tidak larut air.

Dalam larutan (konsentrasi pati rendah), agregat amilosa akan membentuk endapan. Tetapi pada

dispersi yang lebih terkonsentrasi (konsentrasi pati lebih tinggi), agregat amilosa akan

memerangkap air dan membentuk gel. Jenis pati juga berpengaruh terhadap laju retrogradasi.

Pati serealia lebih cepat mengalami retrogradasi dibandingkan pati kentang atau tapioka. Swinkle

(1995) menjelaskan bahwa hal ini desebabkan tingginya kadar amilosa pati serealia, ukuran

molekul amilosa kecil (DP 200-1200), dan tingginya kandungan lemak. Tingginya kandungan

lemak dapat mendorong terjadinya retrogradasi.

F. MODIFIKASI PATI DENGAN TEKNIK HEAT MOISTURE

TREATMENT

Menurut Collado dan Corke (1999) dan Collado et al. (2001) Heat Moisture Treatment

(HMT) didefinisikan sebagai modifikasi fisik yang melibatkan perlakuan pemanasan pati pada

kadar air terbatas (< 35% b/b) pada suhu 80-120C, selama beberapa waktu yang berkisar antara

15 menit sampai 16 jam. Modifikasi HMT dapat mengubah karakteristik pati karena selama

proses modifikasi terbentuk kristal baru atau proses rekristalisasi dan penyempurnaan struktur

kristalin pada granula pati (Kulp dan Lorenz 1981). Perlakuan ini menyebabkan perubahan fisik,

berupa perubahan profil gelatinisasi (Collado dan Corke 1999; Collado et al. 2001; Adebowale

2005; Purwani et al. 2006), perubahan karakteristik termal melalui pengujuan dengan DSC

(Differential Scanning Calorymetry) (Collado dan Corke 1999), perubahan swelling power

(Collado dan Corke 1999; Collado et al. 2001), dan perubahan kelarutan (Collado dan Corke

1999).

Energi yang diterima oleh pati selama pemanasan berlangsung kemungkinan dapat

melemahkan ikatan hidrogen inter dan intra molekul amilosa dan amilopektin di dalam granula

pati. Kondisi ini memberikan peluang kepada air untuk mengimbibisi granula pati. Jumlah air

yang terbatas menyebabkan pergerakan maupun pembentukan interaksi antara air dan molekul

amilosa atau amilopektin juga terbatas sehingga tidak menyebabkan adanya peningkatan

kelarutan pati di dalam air selama pemanasan berlangsung. Dengan kata lain, keberadaan air

yang terbatas selama pemanasan yang dilakukan pada modifikasi HMT belum mampu membuat

pati mengalami gelatinisasi yang ditunjukkan dengan masih terjaganya integritas granula pati

termodifikasi HMT yang dilihat melalui studi difraksi sinar X (Lawal dan Adebowale 2005;

Vermeylen et al. 2006).

Studi yang dilakukan oleh Adebowale et al. (2005) menunjukkan bahwa modifikasi

dengan teknik heat moisture treatment (HMT) dapat mengubah profil gelatinisasi pati sorgum

merah, yaitu dapat meningkatkan suhu gelatinisasi, meningkatkan viskositas pasta pati,

menurunkan viskositas panas pasta, meningkatkan breakdown, meningkatkan viskositas akhir,

dan meningkatkan kecenderungan pati untuk mengalami retrogradasi (meningkatkan setback).

Selain itu berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh Adawiyah (2012), modifikasi dengan

teknik heat moisture treatment (HMT) dapat menggeser puncak gelatinisasi ke suhu yang lebih

tinggi dan mengurangi enthalpy gelatinisasi dari pati sagu dan pati aren.

Modifikasi HMT dapat dilakukan dengan metode oven ataupun metode autoclaving.

Perbedaan dari kedua metode ini adalah terletak pada pemberian tekanan dan tingginya suhu

pemanasan. Pada metode oven pemanasan dapat dilakukan hingga suhu 100oC sedangkan pada

metode autoclaving pemanasan dapat dilakukan hingga mencapai 120oC karena dipengaruhi oleh

pemberian tekanan tinggi dimana tekanan berbanding lurus dengan suhu.

9

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. WAKTU DAN TEMPAT PENELITIAN

Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Juni 2012 sampai dengan Oktober 2012. Adapun

laboratorium yang digunakan selama penelitian antara lain Pilot Plant South East Asia Food

Agricultural Science and Technology (Seafast) Center IPB, L1 Departemen Ilmu dan Teknologi

Pangan, Fateta-IPB, Laboratorium Rekayasa Proses Pangan, Laboratorium Biokimia Pangan

Departemen Ilmu dan Teknologi Pangan, Fateta-IPB, serta Laboratorium Mikrobiologi South East

Asia Food Agricultural Science and Technology (Seafast) Center IPB.

B. BAHAN DAN ALAT

Bahan utama yang digunakan, yaitu pati sagu yang diperoleh dari industri kecil

pengolahan pati, Bogor, Jawa Barat dan pati aren yang diperoleh dari Sukabumi, Jawa Barat.

Selain itu bahan lain yang digunakan adalah akuades.

Alat-alat yang digunakan untuk modifikasi pati dengan HMT adalah loyang, botol

semprot, gelas ukur, neraca analitik, plastik HDPE ukuran 35x20, retort, oven pengering,

blender kering, ayakan 60 mesh. Alat yang digunakan untuk persiapan gel antara lain neraca

analitik, sudip, gelas piala ukuran 250 ml, gelas pengaduk, botol semprot, gelas ukur ukuran 100

ml dan 10 ml, waterbath, karet gelang, plastik PP, aluminium voil, silinder plastik dengan

diameter dalam 2,8 cm dan tinggi 2 cm, dan refrigerator. Alat yang digunakan untuk keperluan

analisis pati alami dan pati modifikasi HMT adalah texture analyzer (TA-XT, Stable Mycro

System, UK), Rapid Visco Analyzer (RVA) (RVA Tecmaster 2061904 TMA), aw meter, kertas

tissue, kertas saring, neraca analitik, oven pengering, cawan petri, sudip, desikator, tabung

centrifuge, centrifuge (low speed centrifuge TDZ5-WS), cawan, dan pipet tetes.

C. METODE PENELITIAN

1. Heat Moisture Treatment (HMT)

Heat Moisture Treatment dilakukan berdasarkan parameter optimum yang diperoleh

Adawiyah (2012) yaitu menggunakan metode autoclaving yang dimodifikasi. Kadar air awal pati

sagu dan pati aren diukur terlebih dahulu. Kemudian untuk menjadikan kadar air pati menjadi

20% dilakukan penghitungan dengan menggunakan neraca massa sehingga diperoleh banyaknya

pati yang ditimbang dan banyaknya air yang harus ditambahkan. Kadar air pati dijadikan 20% (b/v

berat basah) dengan mencampurkan sejumlah air terukur ke dalam 500 gram pati, baik pati sagu

atau pati aren, selama 15 menit. Setelah itu pati lembab ditempatkan ke dalam plastik HDPE

ukuran 35x20 dan dibiarkan selama 1 jam sebelum autoclaving pada suhu 120oC selama 60 menit

untuk pati sagu dan 90 menit untuk pati aren. Setelah itu plastik HDPE yang berisi pati

didinginkan di suhu ruang. Pati dikeluarkan dari dalam plastik HDPE dan ditempatkan di atas

loyang untuk dikeringkan pada suhu 45oC selama satu malam (17 jam) di oven pengering. Setelah

dilakukan pengeringan, pati kering didinginkan di suhu ruang selama 15 menit kemudian diblender

untuk menghaluskan gumpalan pati kering. Pati yang telah diblender kemudian disaring dengan

menggunakan ayakan 60 mesh dan kemudian dimasukkan ke dalam plastik PP untuk disimpan.

Adapun diagram alir proses modifikasi heat moisture treatment (HMT) dapat dilihat pada Gambar

2.

10

Gambar 2. Diagram alir proses modifikasi pati Heat Moisture Treatment

2. Analisis profil gelatinisasi dengan metode Rapid Visco Analyzer

Metode yang dilakukan untuk mengetahui pasting properties dari pati sagu dan pati aren

adalah dengan menggunakan alat Rapid Visco Analyzer (RVA) (RVA Tecmaster 2061904 TMA).

Sampel ditimbang sebanyak 3 g kemudian dilarutkan dalam 25 g akuades (tergantung dari kadar

air bahan). Selanjutnya dilakukan siklus pemanasan dan pendinginan dengan pengadukan konstan.

Sampel dipanaskan hingga suhu 50 o

C dan dipertahankan selama 1 menit. Sampel dipanaskan

kadar air awal pati aren dan pati

sagu diukur, metode oven

Sejumlah air + pati (baik pati aren maupun pati sagu)

hingga kadar air pati 20%, diaduk 15 menit

Pati lembab ditempatkan dalam plastik HDPE,

didiamkan selama 1 jam

Autoclaving, 120oC, 60 menit untuk pati sagu dan 90

menit untuk pati aren

Pendinginan, suhu ruang, 30 menit

Pengeringan, 45oC, satu malam (17 jam)

Pendinginan, suhu ruang, 15 menit

Penghalusan gumpalan pati, blender

Pengayakan, 60 mesh

Pati modifikasi HMT

11

hingga suhu 50 o

C hingga 95 o

C, lalu suhu 95 o

C dipertahankan selama 5 menit. Sampel

didinginkan hingga suhu 50 o

C dengan kecepatan 6 o

C/menit, lalu suhu 50oC dipertahankan selama

3 menit. Hasil pengukuran dengan alat ini diantaranya adalah suhu awal gelatinisasi, viskositas

maksimum (peak viscosity), viskositas pada suhu 95 o

C, viskositas setelah 95 o

C dipertahankan,

viskositas pada suhu 50 o

C, dan viskositas setelah suhu 50 o

C dipertahankan. Data yang diperoleh

dari analisis ini adalah suhu gelatinisasi, peak viscosity (PV) atau viskositas maksimum,

breakdown viscosity (BDV), setback viscosity (SV), dan final viscosity (FV) atau viskositas akhir

sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Hasil pengukuran pasting properties dengan menggunakan RVA

3. Persiapan Sampel Gel

Sebelum proses persiapan sampel gel dilakukan, kadar air awal pati sagu dan pati aren (baik

pati alami maupun pati modifikasi) diukur terlebih dahulu. Kemudian untuk membuat gel pati 10%

(berat kering) dilakukan penghitungan dengan menggunakan neraca massa sehingga diperoleh

banyaknya pati yang ditimbang dan banyaknya air yang harus ditambahkan. Adapun contoh

penghitungan dengan menggunakan neraca massa adalah sebagai berikut:

Kesetimbangan komponen padatan (solid): Banyaknya air dalam suspensi:

(100%-7,67%)A = 10%C 50 gram 5,42 gram = 44,58 gram

92,33%A = 10% x 50 = 44,58 ml

92,33A = 500

A = 5,42

Minimum

viscosity

Breakdown

viscosity

Peak

viscosity

Pasting

temperature Final

viscosity

Setback

viscosity

pencampuran

air

air air

solid solid

Pati sagu (ka 7,67%) Suspensi pati sagu (10% berat kering);

50 gram

A B C

12

Jadi, pati sagu yang harus ditambahkan adalah sebanyak 5,42 gram ke dalam 44,58 ml aquades.

Sampel pati yang tersedia ditambahkan dengan sejumlah air destilata sehingga dihasilkan

10% (berat kering) (b pati padat/v air) suspensi pati (massa suspensi 50 gram). Campuran pati dan

air tersebut diaduk pada suhu ruang selama 5 menit dilanjutkan dengan pemanasan

berkesinambungan pada suhu 80oC (pada waterbath) selama 30 menit. Proses pemanasan tersebut

didahului dengan proses pengadukan dalam waterbath selama 2 menit untuk pati alami dan 5

menit untuk pati modifikasi Heat Moisture Treatment sampai pati mencapai suhu awal gelatinisasi

kemudian didiamkan hingga total waktu 30 menit. Setelah proses pemanasan, sampel tersebut

dituangkan ke dalam silinder plastik dengan diameter dalam 2,8 cm dan tinggi 2 cm kemudian

didinginkan pada suhu ruang (29oC) dan silinder ditutup dengan aluminium foil. Sampel gel pati

kemudian disimpan dalam refrigerator pada suhu 7oC selama 0-7 hari. Pengukuran parameter

retrogradasi (tekstur, aktivitas air, kadar air, dan tingkat sineresis) dilakukan setiap hari selama

tujuh hari penyimpanan. Diagram alir persiapan gel untuk untuk analisis tekstur, kadar air, dan aw

dapat dilihat pada Gambar 4.

Pembuatan gel yang digunakan untuk mengukur tingkat sineresis dilakukan dengan

membuat gel dalam gelas piala. Sampel pati 10% (b pati padat/v air) yang tersedia ditambahkan

dengan sejumlah air destilata dipanaskan pada suhu 80oC (pada waterbath) dan diaduk selama 2

menit untuk pati alami dan 5 menit untuk pati modifikasi Heat Moisture Treatment. Kemudian

suspensi pati dituangkan ke dalam tabung centrifuge berukuran 15 ml sebanyak 9 ml dan

dipanaskan dalam waterbath selama 30 menit. Tabung centrifuge tersebut diangkat dan

didinginkan pada suhu ruang. Sampel gel pati kemudian disimpan dalam refrigerator pada suhu

7oC selama 0-7 hari. Diagram alir proses persiapan gel untuk analisis tingkat sineresis dapat dilihat

pada Gambar 5.

13

Gambar 4. Diagram alir proses persiapan gel untuk analisis tekstur, kadar air, dan aw

Gel pati (analisis tekstur,

kadar air, dan aw)

Penyimpanan, 7oC, 0-7 hari

Pemanasan, pengadukan awal(2 menit untuk pati

alami dan 5 menit untuk pati modifikasi Heat

Moisture Treatment), 80oC, 30 menit

Pencetakan, silinder plastik (d= 2,8 cm, t= 2 cm)

Sampel pati + air destilata hingga terbentuk suspensi

pati 10%, diaduk 5 menit, suhu ruang

kadar air awal pati aren dan

pati sagu (pati alami dan

pati modifikasi HMT)

diukur, metode oven

14

Gambar 5. Diagram alir proses persiapan gel untuk analisis tingkat sineresis

4. Gel Sineresis (Charoenrein et al.,2008)

Pengukuran tingkat sineresis pati akan dilakukan menggunakan metode centrifuge

(Charoenrein et al., 2008) dengan sedikit modifikasi. Gel pati dalam tabung centrifuge 15 ml

didiamkan pada suhu ruang selama 15 menit setelah diambil dari refrigerator. Tabung berisi pati

tersebut kemudian dimasukkan ke dalam centrifuge (low speed centrifuge TDZ5-WS) dengan

kecepatan 3500 rpm selama 15 menit pada suhu 25oC. Setelah dilakukan centrifuge, liquid yang

terpisah dari gel diambil dengan menggunakan pipet tetes kemudian ditimbang. Prosentase

sineresis dapat dihitung sebagai berikut:

Bobot liquid yang terpisah dengan gel

% Sineresis = x 100

Total bobot gel sebelum disentrifus

Gel pati (analisis tingkat

sineresis)

Penyimpanan, 7oC, 0-7 hari

Pemanasan, 80oC, 30 menit

Pemanasan, pengadukan awal (2 menit untuk pati

alami dan 5 menit untuk pati modifikasi Heat

Moisture Treatment), 80oC

Penuangan ke dalam tabung centrifuge 15 ml, 9 ml

Sampel pati + air hingga diperoleh suspensi pati 10%,

diaduk 5 menit, suhu ruang

kadar air awal pati aren dan

pati sagu (pati alami dan

pati modifikasi HMT)

diukur, metode oven

15

5. Analisis Tekstur (Adawiyah, 2012)

Sebelum pengukuran, sampel gel pati disimpan pada suhu ruang selama 15-30 menit.

Analisis tekstur dilakukan dengan tes kompresi sederhana (uniaxial compression) menggunakan

texture analyzer (TA-XT, Stable Mycro System, UK) dilengkapi dengan loadsel 25 kg dan

piringan dengan diameter 75mm. Dalam tes kompresi, gel pati ditekan dengan kecepatan konstan

yaitu 1mm/s hingga 90% dari saat ketegangan itu dicapai, dimana ketegangan (strain)

didefinisikan sebagai rasio dari deformasi tinggi awal sampel (%). Kecepatan pre-test dan post-test

adalah 2 mm/s dan trigger force sebesar 0,05 N. Stress dihitung sebagai daya dibagi dengan

penampang sampel awal. Breaking point ditentukan oleh penurunan pertama beban dan local

minimum point ditetapkan sebagai peningkatan beban pertama setelah breaking point dalam kurva

load-time. Adhesive force ditentukan oleh negative force maksimum setelah piringan ditarik dari

sampel (Gambar 6).

Gambar 6. Kurva Kompresi dari gel pati aren dan pati sagu modifikasi HMT

6. Pengukuran Aktivitas Air (aw meter)

Pengukuran aktivitas air dilakukan dengan menggunakan aw meter. Sebelum dilakukan

pengukuran, permukaan gel dikeringkan dengan kertas tissue kemudian sampel dipotong-potong

diatas kertas saring dan ditempatkan ke dalam cawan petri. Sejumlah sampel dimasukkan ke dalam

wadah sampel kemudian wadah sampel ditutup dan ditunggu beberapa saat. Nilai aktivitas air akan

terbaca pada layar.

7. Pengukuran Kadar Air Metode Oven (AOAC, 1995)

Sampel sebanyak 1-2 g ditimbang lalu dimasukkan dalam cawan yang telah diketahui

beratnya. Cawan beserta isi dikeringkan dalam oven 105oC selama 3 jam atau sampai diperoleh

bobot konstan, lalu dimasukkan dalam desikator selama 15 menit lalu didinginkan dan ditimbang.

Cawan beserta isinya dikeringkan kembali sampai diperoleh berat konstan. Kadar air dihitung

dengan menggunakan rumus berikut ini:

Breaking point

Maximum force

Adhesive force

16

dimana:

a = berat cawan dan sampel awal (g)

b = berat cawan dan sampel akhir (g)

c = berat sampel awal (g)

17

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. KARAKTERISTIK PATI SAGU DAN AREN HMT

1. Kadar Air

Salah satu parameter yang dijadikan standard syarat mutu dari suatu bahan atau produk

pangan adalah kadar air. Kadar air merupakan nilai yang menunjukkan kandungan air yang

terdapat dalam suatu produk atau bahan (pangan). Analisis kadar air dilakukan dengan

menggunakan metode oven. Hasil pengukuran awal menunjukkan bahwa pati sagu memiliki kadar

air 12,96% dan pati aren memiliki kadar air 7,84%. Hal ini sesuai dengan SNI 3729-2008

(Lampiran 1) tentang syarat mutu pati sagu bahwa kadar air pati sagu maksimal 13%. Setelah

dilakukan modifikasi heat moisture treatment (HMT) ternyata kadar air pati sagu dan pati aren

mengalami perubahan yaitu kadar air pati sagu sebesar 7,67% dan pati aren sebesar 7,93%.

Pada hakikatnya proses pemanasan dapat melemahkan ikatan hidrogen yang terjadi antara

molekul amilosa dan amilopektin. Akibatnya hal ini memberikan peluang pada molekul air untuk

mengimbibisi granula. Pada kondisi ini granula pati tidak pecah karena air yang ditambahkan

untuk proses modifikasi HMT sedikit (penambahan air hingga kadar air pati 20%). Adanya

penambahan air ini menyebabkan jumlah air yang masuk ke dalam matriks bertambah. Ketika

proses pemanasan ini dilanjutkan dengan proses pengeringan, maka air terikat tersebut ikut

menguap bersama dengan air bebas yang ada dalam bahan pangan tersebut, dalam hal ini pati sagu

dan pati aren. Akibatnya kadar air dalam pati berkurang dari kondisi semula.

2. Karakteristik Pasta Selama Pemanasan (Pasting Properties)

Metode yang digunakan untuk mengetahui pasting properties pati aren dan pati sagu (baik

alami maupun modifikasi) dilakukan dengan menggunakan alat rapid visco analyzer (RVA) (RVA

Tecmaster 2061904 TMA). Data yang diperoleh dari hasil pengukuran tersebut dapat dilihat pada

Tabel 3 (grafik hasil pengukuran pasting properties pati sagu dan aren (alami-HMT) dengan

menggunakan alat rapid visco analyzer (RVA) dapat dilihat pada Lampiran 2-Lampiran 9)

Tabel 3. Pasting properties pati sagu dan pati aren

Parameter pasting properties Pati Aren Pati Sagu

Alami HMT Alami HMT

Suhu awal gelatinisasi (oC) 71,68 79,95 72,50 80,30

Viskositas puncak (cP) 6415,00 3312,00 6450,00 4003,00

Viskositas minimum (cP) 2148,50 1954,50 2399,00 2138,00

Viskositas akhir (cP) 3886,50 4547,00 3515,00 4327,50

Breakdown 4266,50 1357,50 4051,00 1865,00

Setback 1738,00 2592,50 1116,00 2189,50

Hasil pengukuran merupakan rata-rata dua replikasi analisis

Berdasarkan data pada Tabel 3 dapat diketahui bahwa modifikasi pati heat moisture

treatment (HMT) mempengaruhi pasting property pati alami. Data tersebut menunjukkan bahwa

HMT dapat meningkatkan suhu awal gelatinisasi, menurunkan viskositas puncak, meningkatkan

viskositas akhir, menurunkan breakdown, dan meningkatkan setback. Menurut Adebowale et al.

18

(2005) peningkatan breakdown pada sorghum merah menunjukkan turunnya stabilitas selama

pemanasan dimana viskositas puncak meningkat setelah modifikasi HMT. Pada penelitian kali ini

diketahui bahwa proses modifikasi HMT dapat menurunkan breakdown pati aren dan pati sagu.

Hal ini dapat diartikan bahwa modifikasi HMT dapat meningkatkan stabilitas pati aren dan pati

sagu selama pemanasan. Fakta ini diperkuat dengan nilai viskositas puncak yang menurun. Selain

itu Adebowale et al. (2005) juga menjelaskan bahwa HMT dapat meningkatkan setback yang

mengindikasikan bahwa HMT dapat meminimalisir deformasi gel dimana hal tersebut juga berarti

bahwa HMT juga meningkatkan kecenderungan pati untuk mengalami retrogradasi.

Apabila antara pati aren dibandingkan dengan pati sagu terlihat bahwa pati aren memiliki

viskositas akhir dengan nilai lebih tinggi dibandingkan dengan pati sagu. Hal ini menunjukkan

bahwa pati aren aren memiliki kandungan amilosa yang lebih tinggi dibandingkan dengan pati

sagu. Adawiyah (2012) melaporkan bahwa kandungan amilosa pada pati aren sebesar 37,01% dan

pati sagu sebesar 36,55%. Kandungan amilosa pada kedua jenis pati ini tidak berbeda secara

signifikan (p>0,05).

B. LAJU SINERESIS GEL

Sineresis adalah keluarnya air dari suatu gel pati. Menurut Winarno (2008) pada pati yang

dipanaskan dan telah dingin kembali, sebagian air masih berada di bagian granula yang

membengkak, air ini mengadakan ikatan yang erat dengan molekul-molekul pati pada permukaan

butir-butir pati yang membengkak. Sebagian air pada pasta yang telah dimasak tersebut berada

dalam rongga-rongga jaringan yang terbentuk dari butir pati dan endapan amilosa. Bila gel

tersebut disimpan selama beberapa hari pada suhu rendah, air tersebut dapat keluar dari bahan.

Menurut Gudmundsson (1994) pada penyimpanan suhu rendah, kristalitas pati terbentuk tidak

sempurna karena pati memiliki suhu peleburan yang lebih rendah dibandingkan pembentukannya

pada suhu yang lebih tinggi.

Perubahan tingkat sineresis pati dapat diketahui dengan menggunakan metode centrifuge.

Berdasarkan data yang diperoleh dapat diketahui bahwa selama penyimpanan dari hari ke-0 hingga

hari ke-7 tingkat sineresis pati mengalami peningkatan. Gambar 7 memperlihatkan perubahan

tingkat sineresis pati sagu alami, pati aren alami, pati sagu HMT, dan pati aren HMT selama tujuh

hari penyimpanan (data mentah hasil pengukuran tingkat sineresis dapat dilihat pada Lampiran 10)

Gambar 7. Tingkat sineresis pati selama tujuh hari penyimpanan

hari ke-

19

Berdasarkan Gambar 7 dapat diketahui laju tingkat sineresis pati selama tujuh hari

penyimpanan. Laju tingkat sineresis tersebut dapat dilihat dari persamaan y=ax+b dengan a

sebagai laju tingkat sineresis sebagaimana ditampilkan dalam Tabel 4.

Tabel 4. Laju sineresis pati selama tujuh hari penyimpanan

Jenis Pati Laju tingkat sineresis

R2

(v= %sineresis/hari)

pati sagu alami 1,1268 0,9338

pati aren alami 0,5077 0,9314

pati sagu HMT 3,7649 0,9727

pati aren HMT 1,7456 0,9734

Berdasarkan Gambar 7 dan Tabel 4 dapat dibandingkan antara pati sagu dan pati aren. Data

tersebut menunjukkan bahwa laju sineresis pati sagu lebih tinggi dibandingkan pati aren. Menurut

Adawiyah (2012) jumlah pati yang terkandung dalam sagu (93.76%) lebih tinggi dibandingkan

aren (92.67%). Swinkle (1995) menjelaskan bahwa peristiwa retrogradasi lebih mudah terjadi pada

suhu rendah dengan konsentrasi pati tinggi. Dengan demikian laju sineresis pati sagu lebih tinggi

dibandingkan pati aren karena pati sagu memiliki konsentrasi pati lebih tinggi dibandingkan pati

aren. Tingginya konsentrasi pati ini semakin mempermudah terjadinya retrogradasi, dalam hal ini

sineresis.

Gambar 7 dan Tabel 4 memperlihatkan bahwa selama tujuh hari penyimpanan, laju sineresis

pati modifikasi HMT lebih tinggi dibandingkan dengan pati alami. Menurut Kulp dan Lorenz

(1981) seperti yang disitasi oleh Olayinka et al. (2006), modifikasi HMT dapat merubah

karakteristik pati karena selama proses modifikasi terbentuk kristal baru atau terjadi proses

rekristalisasi dan penyempurnaan struktur kristalin pada granula pati. Selain itu proses HMT juga

dapat meningkatkan asosiasi rantai pati antara amilosa-amilosa dan amilosa-amilopektin pada area

amorphous serta meningkatkan kekompakan material di dalam granula akibat adanya tekanan dan

interaksi. Karim et al. (2000) menjelaskan bahwa selama penyimpanan di suhu rendah, molekul

pati yang tergelatinisasi mengalami reasosiasi, akan tetapi bentuknya tidak sempurna sebagaimana

keberadaannya dalam pati alami (sebelum tergelatinisasi). Berdasarkan penjelasan tersebut telah

jelas bahwa laju sineresis pati modifikasi HMT lebih tinggi dibandingkan pati alami karena selama

proses modifikasi HMT, asosiasi rantai pati antara amilosa-amilosa dan amilosa-amilopektin pada

area amorphous meningkat. Kondisi ini diperkuat dengan selama penyimpanan di suhu rendah,

molekul pati yang tergelatinisasi mengalami reasosiasi. Akibatnya molekul air yang terlepas dari

matriks amilosa dan amilopektin semakin banyak, sehingga laju sineresisnya pun semakin tinggi.

Data tersebut memperlihatkan bahwa HMT memberikan efek yang lebih signifikan terhadap laju

retrogradasi pati sagu dibandingkan pati aren. Gambar 7 menunjukkan bahwa laju retrogradasi pati

sagu HMT meningkat tajam dibandingkan pati aren. Hal ini membuktikan bahwa pati sagu lebih

sensitif terhadap perlakuan panas dibandingkan dengan pati aren.

Apabila ditinjau berdasarkan data pasting property hasil pengukuran dengan menggunakan

RVA, ternyata pati aren memiliki kecenderungan yang lebih mudah untuk mengalami retrogradasi

dibandingkan dengan pati sagu. Hal ini dapat dilihat dari nilai setback pati aren lebih tinggi

dibandingkan pati sagu (Tabel 3). Selain itu apabila dilihat dari nilai breakdown, ternyata nilai

breakdown pati aren lebih tinggi dibandingkan dengan pati sagu dimana hal tersebut menunjukkan

bahwa pati sagu (nilai breakdown rendah) memiliki stabilitas terhadap panas yang lebih tinggi

dibandingkan pati aren. Fakta tersebut menunjukkan suatu anomali karena berdasarkan data yang

20

dapat dilihat pada Tabel 4 dan Gambar 7, pati sagu memiliki kecenderungan untuk mengalami

retrogradasi yang lebih mudah dibandingkan pati aren. Selain itu pati sagu juga sangat sensitif

terhadap perlakuan panas dibandingkan dengan pati aren. Hal ini dilihat dari efek HMT terhadap

perubahan laju retrogradasi pati sagu yang meningkat tajam dibandingkan dengan pati aren.

Menanggapi fakta tersebut muncul dugaan yang dihubungkan dengan derajat polimerisasi.

Menurut studi yang dilakukan oleh Vandeputte et al. (2002) rantai amilopektin panjang (derajat

polimerisasi tinggi) memungkinkan untuk membentuk double helices lebih mudah dan lebih cepat

sehingga hal ini juga mempermudah terjadinya retrogradasi. Berdasarkan studi tersebut diduga

bahwa pati sagu memiliki rantai amilopektin yang panjang (derajat polimerisasi tinggi)

dibandingkan pati aren. Sehingga walaupun menurut Adawiyah (2012) kandungan amilosa pada

kedua jenis pati ini tidak berbeda secara signifikan (p>0,05) dan menurut hasil pengukuran RVA

pada penelitian ini yang cenderung lebih mudah untuk mengalami retrogradasi adalah pati aren,

akan tetapi karena diduga derajat polimerisasi pati sagu lebih tinggi dibandingkan pati aren maka

pati yang lebih mudah mengalami retrogradasi adalah pati sagu.

C. TEKSTUR

Pengukuran tekstur gel pati sagu dan pati aren dilakukan selama penyimpanan mulai dari hari

ke-0 hingga hari ke-7. Variabel dasar yang diperhatikan dalam pengukuran tekstur ini adalah force,

distance, stress dan strain. Menurut Kilcast (2004) strain merupakan pengukuran deformasi

(perubahan bentuk) pada titik bidang dalam suatu objek. Strain mengukur perubahan unit dari

bentuk atau ukuran dari sebuah objek dengan memperhatikan ukuran awal. Variabel lainnya yaitu

distance yaitu jarak penekanan dari tinggi awal, stress adalah besarnya tekanan yang diberikan

pada gel. Stress disebabkan karena adanya eksternal force. Sedangkan force dianggap sebagai

variabel eksternal karena force mengukur pada permukaan objek. Proses kompresi ditunjukkan

pada Gambar 8.

L0 L

Gambar 8. Kompresi uniaxial dari gel (Kilcast, 2004)

F : gaya yang diberikan selama proses

kompresi (N)

A0 : luas awal penampang (m2)

L0 : tinggi awal gel (m)

Stress (Pa) : = F/A0

Strain (%) : = ((L0-L)/ L0) x 100%

Distance (m): L= L0-L

Force (F) or Stress ()

Force (F) or Stress ()

A0

21

Pada pengukuran tekstur gel juga dilakukan penghitungan modulus elastis (E) atau biasa

disebut modulus Young yang merupakan besarnya nilai stress () terhadap strain ().

Penghitungan modulus elastis dilakukan untuk mengetahui perubahan rigiditas gel selama

penyimpanan. Adapun formula yang digunakan untuk menghitung modulus elastis adalah sebagai

berikut

F/A0

L/L0

1. Karakteristik Tekstur Gel Pati (Alami Dan HMT) pada Hari Ke-0

Analisis tekstur gel pati, baik pati alami maupun pati modifikasi HMT, pati sagu maupun pati

aren, menggunakan texture analyzer (TA-XT, Stable Mycro System, UK). Pengukuran tekstur pati

dilakukan untuk mengetahui perubahan karakteristik tekstur selama penyimpanan dari hari ke-0

hingga hari ke-7 serta untuk mengetahui pengaruh modifikasi HMT terhadap tekstur gel pati.

Adapun hasil pengukuran tekstur gel pati aren dan pati sagu (baik pati alami maupun HMT) hari

ke-0 (sebelum penyimpanan) dapat dilihat pada Gambar 9 (a dan b) dan datanya dapat dilihat pada

Tabel 5.

(a) (b)

Gambar 9. Kurva kompresi uniaxial pati sagu alami dan HMT hingga strain 90% pada hari

ke-0 (a) dan kurva kompresi pati aren alami dan HMT hingga strain 90% pada

hari ke-0 (b).

Tabel 5. Hasil pengukuran tekstur gel pati sagu dan pati aren pada hari ke-0

Jenis Pati Perlakuan Breaking Point Max. Force pada

strain 90% (N)

Adesive

Force (N) Strain (%) Stress (Pa)

Sagu Alami 57,0871 19358,4 77,2408 -10,38

HMT 25,6509 6050,05 34,4821 -8,65

Aren Alami 58,8233 30001,7 99,3092 0

HMT 45,4625 31608,6 66,5433 0

Hasil pengukuran merupakan rata-rata dari 5 replikasi analisis

Berdasarkan data tersebut dapat diketahui bahwa sebelum dilakukan penyimpanan terlihat

bahwa modifikasi HMT berpengaruh terhadap tekstur gel pati aren dan pati sagu. Tabel 5

menunjukkan bahwa nilai strain gel pati HMT lebih rendah dibandingkan dengan pati alami. Hal

E= =

22

ini menunjukkan bahwa HMT meningkatkan kerapuhan gel pati aren dan pati sagu. Selain

berpengaruh pada kerapuhan gel, modifikasi HMT juga berpengaruh pada rigiditas dari gel pati

aren dan pati sagu. Sebelum penyimpanan dilakukan, ternyata gel pati HMT memiliki rigiditas

lebih rendah dibandingkan dengan gel pati alami. Fakta ini dapat dilihat dari menurunnya nilai

maximum force pati aren dan pati sagu setelah dilakukan modifikasi HMT. Pengaruh lain dari

HMT adalah modifikasi HMT dapat meningkatkan nilai adhesive force dengan kata lain HMT

dapat mengurangi kerekatan atas gel pati sagu.

Perbandingan antara pati aren dan pati sagu pada pengukuran tekstur kali ini adalah dilihat

dari nilai strain dan maximum force, pati sagu lebih rapuh dan lebih lunak (rigiditas lebih rendah)

dibandingkan pati aren. Selain itu pati sagu juga lebih lengket dibandingkan pati aren. Hal ini

dapat dilihat dari adanya nilai adhesive force pada pati sagu sedangkan pati aren tidak memiliki

nilai tersebut.

2. Perubahan Tekstur Gel Pati Sagu dan Pati Aren Selama Penyimpanan

Tekstur gel pati sagu dan pati aren mengalami perubahan selama penyimpanan. Hasil

pengukuran menunjukkan adanya perbedaan karakteristik tekstur antara pati aren dan pati sagu,

baik pati alami maupun pati modifikasi HMT (Gambar 10 (a) dan (b)).

(a) (b)

Gambar 10. Kurva Kompresi pati sagu alami dan HMT hingga strain 90% pada hari ke-7

(a) dan kurva kompresi pati aren alami dan HMT hingga strain 90% pada

hari ke-7 (b)

Berdasarkan gambar tersebut terlihat bahwa breaking point dan maximum force pati aren

(baik alami maupun modifikasi HMT) lebih tinggi dibandingkan pati sagu. Hal ini menunjukkan

bahwa gel pati aren tidak mudah mengalami deformasi dibandingkan gel pati sagu. Setelah

dilakukan penyimpanan selama 0-7 hari dapat dilihat bahwa terjadi perubahan karakteristik tekstur

gel pati dari hari ke hari (Gambar 11,12,13,dan 14). Adapun data hasil pengukuran dengan

menggunakan texture analyzer dapat dilihat pada Lampiran 11 sedangkan data-data penghitungan

modulus elastis dapat dilihat pada Lampiran 12.

23

Gambar 11. Perubahan breaking stress selama tujuh hari penyimpanan pada gel pati sagu

dan pati aren (alami-HMT)

Gambar 12. Perubahan breaking strain selama tujuh hari penyimpanan pada gel pati sagu

dan pati aren (alami-HMT)

Gambar 13. Perubahan modulus elastisitas selama tujuh hari penyimpanan pada breaking

point

24

Gambar 14. Perubahan maximum force selama tujuh hari penyimpanan pada strain

90%

Representasi perubahan karakteristik tekstur gel pati aren dan pati sagu dapat dilihat pada

Gambar 13 yang menunjukkan perubahan modulus elastisitas breaking point pada gel pati aren

dan pati sagu selama tujuh hari penyimpanan. Modulus elastisitas merupakan rasio nilai breaking

stress terhadap breaking strain. Gambar 13 menunjukkan bahwa modulus elastisitas pati aren dan

pati sagu (baik pati alami maupun HMT) semakin meningkat selama penyimpanan. Laju

peningkatan modulus elastisitas tertinggi terjadi pada gel pati sagu HMT dilanjutkan dengan pati

aren HMT, pati aren alami, dan pati sagu alami. Peningkatan modulus elastis ini menunjukkan

bahwa selama penyimpanan, tekstur gel pati semakin rigid.

Karakteristik gel pati lainnya dapat dilihat pada Gambar 12. Pada gambar tersebut terlihat

bahwa strain dari gel pati sagu dan pati aren (baik alami maupun HMT) mengalami penurunan.

Penurunan nilai strain menunjukkan bahwa gel tersebut semakin rapuh karena semakin mudah

mengalami deformasi. Apabila kedua konstanta (strain dan modulus elastis) tersebut digabungkan

maka dapat dikatakan bahwa selama tujuh hari penyimpanan karakter gel pati aren dan pati sagu

semakin rigid akan tetapi semakin rapuh.

Perihal kekerasan gel, pati aren lebih keras dibandingkan dengan pati sagu. Kekerasan gel

dapat dilihat dari nilai maximum force pati aren yang lebih tinggi dari pati sagu (Gambar 10).

Selama penyimpanan, kekerasan gel pati sagu lebih cepat mengalami penurunan dibandingkan

dengan pati aren. Sedangkan pada pati modifikasi HMT, laju peningkatan kekerasan pati sagu

lebih cepat dibandingkan pati aren (Gambar 12). Selain tingkat kekerasan gel, ada hal menarik lain

yang perlu diperhatikan yaitu adhesiveness yang ditunjukkan dengan adanya adhesive force pada

kurva kompresi pati sagu sedangkan pada pati aren adhesive force tidak ditemukan (Gambar 10).

Adhesiveness menggambarkan daya rekat yang dibutuhkan untuk menarik lempeng kompresi dari

bahan. Perubahan adhesive force pati sagu dapat dilihat dari Gambar 15. Adanya adhesive force

pada pati sagu menunjukkan bahwa pati sagu cenderung lebih lengket terhadap lempeng kompresi

dibandingkan pati aren.

Berdasarkan parameter pengukuran tekstur yang ada (strain, stress, maximum force, adhesive

force, dan modulus elastis, maka yang paling relevan dijadikan acuan dalam memutuskan hasil

pengukuran tekstur adalah modulus elastis. Dipilihnya modulus elastis sebagai parameter acuan

karena modulus elastis sendiri merupakan rasio antara nilai stress dan strain. Selain itu nilai

modulus elastis dapat menunjukkan perubahan tekstur selama penyimpanan dimana semakin lama

25

tekstur gel semakin rigid (ditunjukkan dengan meningkatnya nilai modulus elastis). Sedangkan

untuk parameter lainnya nilainya bervariasi dan tidak relevan. Pada Gambar 11 terlihat bahwa nilai

breaking stress pati sagu dan pati aren HMT serta pati aren alami mengalami peningkatan selama

penyimpanan sedangkan pada pati sagu alami mengalami penurunan. Pada Gambar 14 dapat

diketahui bahwa nilai maximum force pati alami menurun sedangkan pati HMT meningkat.

Sedangkan nilai strain masih cukup relevan untuk dijadikan acuan pengukuran akan tetapi nilai

strain biasanya dilengkapi dengan nilai stress. Karena nilai stress tidak relevan untuk digunakan,

maka yang digunakan adalah nilai modulus elastis yang merupakan rasio antara nilai stress dan

strain.

Perubahan karakteristik tekstur gel pati aren dan pati sagu selama penyimpanan berkaitan

dengan terjadinya retrogradasi, dalam hal ini sineresis, pada pati aren dan pati sagu selama

penyimpanan. Semakin lama tingkat sineresis dari gel pati sagu dan pati aren semakin meningkat,

dengan kata lain air yang terlepas dari matriks amilosa-amilopektin semakin banyak. Dengan

demikian ikatan komponen amilosa dan amilopektin semakin kuat sehingga gel pati pun menjadi

semakin rigid. Tidak dapat dipungkiri bahwa kerapuhan suatu gel pati dipengaruhi oleh

keberadaan air yang berikatan dengan komponen pati. Apabila semakin banyak air yang keluar

maka gel tersebut akan semakin rapuh sehingga akan mudah mengalami deformasi ketika diberi

tekanan.

Gambar 15. Perubahan adhesive force selama tujuh hari penyimpanan pada strain 90%

Modifikasi HMT dapat mengubah karakteristik tekstur pati alami. Berdasarkan Gambar 12

terlihat bahwa laju penurunan strain pati modifikasi HMT lebih lambat dibandingkan dengan pati

alami. Selain itu pati modifikasi HMT juga meningkatkan laju kenaikan stress pati alami (Gambar

13). Fenomena ini menunjukkan bahwa pati modifikasi HMT tidak mudah mengalami deformasi

dibandingkan pati aren. Parameter lain yang dapat ditinjau lebih lanjut adalah maximum force yang

menggambarkan kekerasan gel dan adhesive force yang menggambarkan daya rekat gel.

Berdasarkan Gambar 15 dapat dilihat bahwa modifikasi HMT dapat mengubah tingkat kekerasan

gel pati alami bahkan mengubah laju kekerasannya yang pada awalnya menurun menjadi

meningkat. Hal yang sama juga terjadi pada adhesive force yang pada awalnya mengalami

kenaikan adhesive force, akibat perlakuan HMT maka gel pati mengalami penurunan adhesive

force selama tujuh hari penyimpanan.

Modifikasi HMT dapat mengubah karakteristik pati karena selama proses modifikasi

terbentuk kristal baru atau proses rekristalisasi dan penyempurnaan struktur kristalin pada granula

pati (Kulp dan Lorenz 1981). Selain itu energi yang diterima oleh pati selama pemanasan

berlangsung kemungkinan dapat melemahkan ikatan hidrogen inter dan intra molekul amilosa dan

26

amilopektin di dalam granula pati. Untuk memperoleh bentuk gel, maka pati diberi perlakuan

pemanasan dengan ditambahkan sejumlah air. Air tersebut memiliki peluang yang lebih besar

untuk mengimbibisi granula pati karena lemahnya ikatan hidrogen tersebut. Akibatnya air yang

masuk (penyerapan air) ke dalam granula pati lebih banyak dibandingkan pati alami. Masuknya air

tersebut merusak kristalinitas amilosa dan merusak helix. Hal ini menyebabkan granula

membengkak. Adanya panas dan air menyebabkan pembengkakan meningkat dan amilosa

berdifusi keluar dari granula sehingga granula hanya mengandung amilopektin. Akibat dari

peristiwa tersebut, granula mengalami kerusakan dan terperan